实际风电机组进行现场实验成本高、风险大、风力机参数调整不灵活,实验室内的风力机模拟系统采用一个电动机代替实际风力机产生原动力,驱动发电机运行,能够有效解决以上问题。由于模拟电动机与实际风力机的转动惯量差异较大,导致在风速或发电机转矩（负载转矩）变化时,两系统的动态过程产生偏差,因此需要对动态模拟策略进行研究,提升模拟系统准确性。本文主要对基于加速度反馈、基于负载转矩反馈的两种传统风力机动态特性模拟策略进行优化。基于加速度反馈模拟策略的主要缺陷在于,加速度反馈量存在一步延迟,导致模拟系统的稳定性降低,通常需要在反馈回路中串联一个滤波器以维持系统稳定,但此时系统的模拟准确性下降。针对上述问题,本文提出了一种融合模型预测控制（MPC）的改进型模拟策略,并对改进后模拟系统的稳定性和准确性进行了分析。该策略能够抑制风速突变时模拟电动机的电磁转矩波动,削弱加速度回路对系统稳定性的影响,同时提升模拟精度。基于负载转矩反馈的模拟策略根据模拟系统与风力机系统中加速度相等的原则推导而来,但这种方法忽略了两系统的速度误差带来的动态过程模拟偏差。针对这一问题,本文提出了一种转速误差补偿的改进型模拟策略,并对改进后模拟系统的稳定性和准确性进行了分析。结果表明,该模拟策略在风速、负载转矩突变时,都能够使得模拟系统更加准确地复现风力机的动态变化过程。在基于负载转矩反馈与转速误差补偿的模拟策略中,都需要实时获取发电机的电磁转矩,故本文对两种高性能的负载转矩观测器进行研究,不仅增加了发电机与模拟电动机之间的独立性,同时保证了发电机转矩的获取精度。最后,搭建了风力机模拟系统的MATLAB/Simulink仿真模型和基于半物理仿真的实验平台,对提出的两种改进型模拟策略进行仿真和实验验证,结果证明了理论分析的正确性。